一种万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具及方法与流程

1.本发明公开一种万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具及方法，属于材料力学性能测试用试验设备技术领域。


背景技术：

2.近年来，随着航空航天事业的快速发展，越来越多的高温轻质材料被广泛应用。材料在实际服役过程中，往往会受到不同种类载荷的交互作用，在材料力学行为研究中，包申格效应就是要让试样同时受到拉伸压缩变形，以此反映材料的力学行为。因此，有必要研究材料同时受到拉压两种类型载荷下的力学性能。然而，万能试验机配备的夹具只能满足材料的单一载荷方向力学性能的测定（单向拉伸或者单向压缩），不能同时对试样进行拉压试验，需要设计一种满足试样拉伸压缩同步使用的夹具，来测定材料同时受到拉压两种类型载荷下的力学性能，从而进行深层次的科学研究。


技术实现要素：

3.为解决上述传统万能试验机夹具只能测定材料单一载荷方向力学性能不足的问题，本发明提供了一种万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具及方法。
4.实现本发明目的的技术解决方案是：一种万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具，包括对称设置的上部夹具和下部夹具，上部夹具和下部夹具结构相同，均由接头机构和夹持机构组成，接头机构分别与万能试验机和夹持机构连接，夹持机构用于夹持待测试片状试样。
5.较佳的，上部夹具通过第一接头机构与万能试验机的顶部可移动横梁紧密连接；下部夹具通过第二接头机构与万能试验机的底部固定工作平台紧密连接，待测试片状试样的上部与上部夹具的第一夹持机构紧密连接，下部与下部夹具的第二夹持机构紧密连接，通过万能试验机顶部横梁的上下移动，带动上部夹具，对待测试片状试样进行拉伸和压缩。
6.更佳的，接头机构由接头、销钉、防松螺母组成；从上至下，接头依次由固定端、锁紧螺母和螺纹组成，固定端开有圆形销钉孔，通过销钉与万能试验机紧密连接，螺纹通过锁紧螺母与固定端连接，防松螺母与螺纹配合，通过调节锁紧螺母的位置使接头与万能试验机紧密连接，通过调节防松螺母的位置使接头与夹持机构紧密连接。
7.较佳的，夹持机构由夹头、固定螺栓组成，夹头为中空柱体结构；夹头内壁的上部开有与接头的螺纹配合的内螺纹孔，夹头内壁的中部开有与固定螺栓配合的内螺纹孔，夹头底部开有容纳待测试片状试样的凹槽，通过固定螺栓对待测试片状试样进行固定，通过调节固定螺栓的上下位置，使固定螺栓与待测试片状试样紧密接触。
8.更佳的，夹头内壁的上部设置的内螺纹孔的直径比夹头内壁的中部设置的内螺纹孔的直径大。
9.更佳的，固定螺栓顶部开有内六角沉孔，通过调节固定螺栓的上下位置，使固定螺栓与待测试片状试样紧密接触。
10.较佳的，接头机构、夹持机构与待测试片状试样三者中心轴线保持在同一位置，确保了定位精度。
11.上述万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具的方法，包括以下步骤：1）将待测试片状试样对称放置于上部夹具和下部夹具的两个夹头的凹槽中，使试样与夹头的凹槽完全贴合，达到面接触；调节固定螺栓的上下位置，使固定螺栓底部与夹头中的试样顶部紧密接触、完美贴合；2）通过螺纹的连接作用将夹头与接头连接在一起，拧紧防松螺母使接头机构与夹头机构紧密连接；3）开启万能试验机的试样保护，将两个夹头分别与万能试验机的可移动横梁、固定工作平台连接，插入销钉进行固定，同时，旋转锁紧螺母使上部夹具和下部夹具与万能试验机紧密连接；4）设定万能试验机程序并输入试验所需参数，在万能试验机的带动下，将位移和加载力传送到上部夹具和下部夹具以及待测试片状试样，实现对试样进行多周次、连续的拉伸和压缩试验。
12.与现有技术相比，本发明的优点是：1）、区别于传统的单一用途夹具，本发明通过合理的结构设计，实现对试样进行多周次、连续的拉伸和压缩变形。
13.2）、夹头中部内螺纹孔与顶部开有内六角沉孔的固定螺栓相配合，固定螺栓与夹头凹槽中的试样紧密接触、完美贴合，避免在试验过程中夹头和试样之间产生相对位移，提高了试验的精度和准确性。
14.3）、通过优化夹具结构设计，使其具有结构简单，精度高，易于装配与拆卸，且试验准确性、可重复性高等优点。
附图说明
15.图1是本发明所述的一种万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具中的上部夹具的结构爆炸图。
16.图2为本发明上部夹具的第一接头机构的结构简图。
17.图3为本发明上部夹具的第一夹持机构的结构简图。
18.图中标号为：1-第一销钉；2-第一接头；3-第一锁紧螺母；4-第一防松螺母；5-第一固定螺栓；6-第一夹头。
具体实施方式
19.下面结合实施例和附图对本发明进行进一步阐述。但本发明的保护范围并不限于所述内容。
20.本发明所述的一种万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具，包括对称设置的上部夹具和下部夹具，上部夹具和下部夹具结构完全相同，均由接头机构和夹持机构组成，接头机构分别与万能试验机和夹持机构连接，夹持机构用于夹持待测试片状试样。区别于传统的单一用途夹具，本发明通过合理的结构设计，实现对试样进行多周次、连续的拉伸和压缩。在试验过程中，上部夹具通过第一接头机构与万能试验机的顶部可移动横梁紧密连
接；下部夹具通过第二接头机构与万能试验机的底部固定工作平台紧密连接，待测试片状试样的上部与上部夹具的第一夹持机构紧密连接，待测试片状试样的下部与下部夹具的第二夹持机构紧密连接，通过万能试验机顶部横梁的上下移动，带动上部夹具，对待测试片状试样进行拉伸和压缩。
21.将试样正确的装配在夹具中，保证接头机构、夹持机构与待测试片状试样三者中心轴线保持在同一位置；开启试样保护，将夹具与试验机紧密连接在一起；操作万能试验机，在万能试验机的作用下，将力与位移传输到夹具，最终作用在试样上，从而进行待测试片状试样的拉伸压缩试验。
实施例
22.由于上部夹具和下部夹具结构完全相同，因此，图1给出了本发明万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具中的上部夹具的结构爆炸图。
23.图2为上部夹具的第一接头机构的结构简图，第一接头机构由第一接头2、第一销钉1、第一防松螺母4组成；从上至下，第一接头2依次由固定端、第一锁紧螺母3和第一螺纹组成，固定端开有圆形销钉孔，通过第一销钉1与万能试验机顶部的可移动横梁连接在一起，第一螺纹通过第一锁紧螺母3与固定端连接，第一防松螺母4与第一螺纹配合，通过调节第一锁紧螺母3的位置使第一接头2与万能试验机的顶部可移动横梁紧密连接，避免在试验过程中第一接头2和万能试验机之间产生相对位移，提高了试验的精度和准确性，通过调节第一防松螺母4的位置使第一接头2与夹持机构紧密连接，避免在试验过程中第一接头2和夹持机构之间产生相对位移，提高了试验的精度和准确性。
24.图3 为上部夹具的第一夹持机构结构简图，第一夹持机构由第一夹头6、第一固定螺栓5组成，第一夹头6为中空柱体结构；第一夹头6内壁的上部开有与第一接头2的第一螺纹配合的内螺纹孔，第一夹头6内壁的中部开有与第一固定螺栓5配合的内螺纹孔，第一夹头6内壁的上部开有的内螺纹孔的直径比第一夹头6内壁的中部开内螺纹孔的直径大，第一夹头6底部开有容纳待测试片状试样的凹槽，通过第一固定螺栓5对待测试片状试样进行固定，通过调节第一固定螺栓5的上下位置，使第一固定螺栓5的底部与待测试片状试样的顶部紧密接触、完美贴合，避免在试验过程中第一夹头6和试样之间产生相对位移，提高了试验的精度和准确性。
25.本实施给出了万能试验机片状试样拉伸压缩同步使用夹具的方法，包括以下步骤：1）将待测试片状试样对称放置于上部夹具和下部夹具的两个夹头的凹槽中，使试样与夹头的凹槽完全贴合，达到面接触；调节固定螺栓的上下位置，使固定螺栓底部与夹头中的试样顶部紧密接触、完美贴合；2）通过螺纹的连接作用将夹头与接头连接在一起，拧紧防松螺母使接头机构与夹头机构紧密连接；3）开启万能试验机的试样保护，将两个夹头分别与万能试验机的可移动横梁、固定工作平台连接，插入销钉进行固定，同时，旋转锁紧螺母使上部夹具和下部夹具与万能试验机紧密连接；4）设定万能试验机程序并输入试验所需参数，在万能试验机的带动下，将位移和
加载力传送到上部夹具和下部夹具以及待测试片状试样，实现对试样进行多周次、连续的拉伸和压缩试验。